数字集成电路的基础知识

1.数字集成电路的种类

数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。

1）根据集成电路规模的大小，数字集成电路分为小规模集成（SSI）电路、中规模集成（MSI）电路、大规模集成（LSI）电路、超大规模集成（VLSI）电路和特大规模集成（ULSI）电路。

2）按照结构工艺不同，数字集成电路可以分为厚膜集成电路、薄膜集成电路、混合集成电路、半导体集成电路四大类。

世界上生产最多、使用最多的是半导体集成电路。半导体数字集成电路（以下简称数字集成电路）主要分为TTL、CMOS、ECL三大类。

ECL、TTL为双极型集成电路，构成的基本器件为双极型半导体器件，其主要特点是速度快、负载能力强，但功耗较大、集成度较低。其中TTL电路的性能价格比最佳，故应用最广泛。

MOS数字集成电路是只用一种载流子导电的电路，其中用电子导电的称为NMOS电路；用空穴导电的称为PMOS电路；如果是用NMOS及PMOS复合起来组成的电路，则称为CMOS电路。MOS电路中，应用最广泛的为CMOS电路，CMOS数字集成电路主要分为4000（4500系列）系列、54HC/74HC系列、54HCT/74HCT系列等，实际上这三大系列之间的引脚功能、排列顺序是相同的，只是某些参数不同而已。

CMOS电路与TTL电路一起成为数字集成电路中两大主流产品。

3）根据电路的功能分，数字集成电路可分为门电路、触发器、计数器、编译码器、存储器、CPU等数百种器件。

【重要提醒】(www.xing528.com)

在信息技术中，数字集成电路是主角，其处理对象是以数字信号承载的信息。

2.数字集成电路的一般特性

74LS/HC等系列是最常见的TTL电路，它们使用5V电压，逻辑“0”输出电压为小于等于0.2V，逻辑“1”输出电压约为3V。

CMOS数字集成电路的工作电压范围宽，静态功耗低，抗干扰能力强。CMOS数字集成电路有个特点，它们的供电引脚，如16个引脚的集成电路，其第8脚是电源负极，第16脚是电源正极；14脚的集成电路，它的第7脚是电源的正极。

通常CMOS集成电路工作电压范围为3～18V，所以不必像TTL集成电路那样，要用标准的5V电压。CMOS集成电路的输入阻抗很高，这意味着驱动CMOS集成电路时，所消耗的驱动功率几乎可以不计。

CMOS集成电路非常的省电，用CMOS集成电路制作的电子产品，通常都可以用干电池供电。CMOS集成电路的输出电流一般为10mA左右，在一般的电子制作中，驱动一个LED发光二极管是没有问题的。此外，CMOS集成电路的抗干扰能力较强，且电源电压越高，抗干扰能力越强。

数字集成电路的产品型号的前缀为公司代号，如MC、CD、μPD、HFE分别代表摩托罗拉半导体（MOTA）、美国无线电（RCA）、日本电气（NEC）、飞利浦等公司。一般来说，各产品的中间数字相同的型号，均可互换使用。

【重要提醒】

CMOS集成电路容易被静电击穿，因此需要妥善保存。一般要放在防静电原包装条中，或用锡箔纸包好。另外，焊接的时候，要用接地良好的电烙铁焊，或者索性拔掉电烙铁的电源插头，利用余热焊接。现在的CMOS集成电路因为改进了生产工艺，防静电能力有很大提高。